Флюсы для алюминиевых сплавов

Флюсы для алюминиевых сплавов, как правило, состоят из хлоридов и фторидов щелочных и щелочноземельных металлов, а их основными компонентами являются KCl, NaCl, CaF, Na₃AlF₆, Na₂SiF₆ и т. д. Физико-химические свойства флюсов (температура плавления, плотность, вязкость, летучесть, гигроскопичность и взаимодействие с оксидами) играют решающую роль в эффективности рафинирования.

Флюсы для алюминиевых сплавов

Хлоридная соль является наиболее распространённым основным компонентом флюса для алюминиевых сплавов, причём наиболее широко используется смесь солей NaCl для сплава 45% и KCl для сплава 55%. Это обусловлено их высокой способностью проникать в твёрдый Al₂O₃, включения и оксидную плёнку, а также тем, что плотность NaCl и KCl при температуре плавления составляет всего 1,55 г/см³ и 1,50 г/см³ соответственно, что значительно меньше плотности расплавленного алюминия. Поэтому, Флюсы Флюсы для алюминиевых сплавов хорошо распределяются по поверхности расплава алюминия, разрушают и адсорбируют оксидную пленку на поверхности расплава. Однако в случае флюсов, содержащих только хлоридные соли, процесс разрушения и адсорбции протекает медленно, поэтому для его ускорения необходимо вручную перемешивать расплав. Хлорид обладает низким поверхностным натяжением и хорошей смачиваемостью, поэтому подходит в качестве покрывающего агента.

В смесь хлоридных солей добавляется небольшое количество фторидных солей, таких как NaF, Na₃AlF₆ и CaF₂, в основном для очистки. Флюс на основе фторидных солей также позволяет эффективно удалять оксидную пленку с поверхности расплава и улучшать эффект дегазации.

(1) Фторид может вступать в химическую реакцию с расплавом алюминия с образованием газообразных соединений AlF, SiF₄, BF₃ и т. д. Эти соединения способствуют отслоению оксидной пленки от расплава алюминия и вытесняют её.

(2) Ток, возникающий на границе раздела, где протекает вышеуказанная реакция, также приводит к “вымыванию” и разрушению оксидной пленки. Таким образом, присутствие фтористой соли значительно ускоряет процесс разрушения оксидной пленки на поверхности расплава алюминия, в результате чего водород из расплава может легко выходить.

(3) Фторид (особенно CaF₂) может повысить поверхностное натяжение смешанной расплавленной соли, способствовать сфероидизации расплавленной соли с адсорбированным оксидом, облегчить её отделение от расплава и уменьшить потери, вызванные попаданием шлака в алюминий.

Метод рафинирования с использованием флюса

Этот метод рафинирования с использованием флюса благоприятно влияет на удаление неметаллических включений. Помимо физико-химических свойств флюса, степень очистки во многом зависит также от условий процесса рафинирования. К ним относятся количество флюса, время и площадь контакта флюса с расплавом, условия перемешивания, температура и т. д.

При плавке отходов алюминиевых сплавов качество отходов различается, и количество покрывающих и рафинирующих веществ также варьируется. При плавке отходов хорошего качества количество покрывающих и рафинирующих веществ относительно невелико. При плавке отходов низкого качества количество покрывающих и рафинирующих веществ значительно больше. Алюминиевые сплавы с высоким содержанием магния следует покрывать флюсами, не содержащими солей натрия, чтобы избежать контакта с натриесодержащими флюсами. Безнатриевые рафинирующие агенты в основном используются для плоских слитков сплавов с высоким содержанием магния, таких как 5052 и 5754.

Метод рафинирования с использованием флюса широко применяется в производстве алюминиевых сплавов. Расплав алюминиевого сплава рафинируется в печи; флюс загружается в рафинировочный резервуар, а рафинировочная трубка используется в качестве носителя при продувке инертным газом, благодаря чему флюс непрерывно поступает в жидкий алюминий, и флюс и расплав полностью перемешиваются. Перемешивание позволяет достичь цели рафинирования. Чем выше интенсивность перемешивания и чем равномернее распыление порошка, тем лучше эффект рафинирования. Однако следует отметить, что колебания жидкого алюминия не должны быть слишком сильными. В противном случае это приведёт к образованию новой оксидной плёнки.